概要
報告在“第二十屆SO2、NOx、PM2.5、Hg污染控制技術研討會”上舉辦發布儀式，圖中左為報告首席科學家高翔教授、右為中國環境科學學會副理事長兼秘書長任官平先生這本報告是一本為大氣領域科技工作者和社會各界提供系統性參考的權威工具書，全面綜述和分析評述了“十二五”期間我國大氣環境領域的科學研究、技術研發及管理實踐進展，前後歷時兩年，在梳理和回顧大量科研文獻和統計數據基礎上凝練而成，內容包括一個綜合報告作為總論，以及五個重點子領域的專題報告，即“大氣環境基礎研究”、“大氣環境監測技術”、“大氣環境與健康”、“大氣污染治理技術”和“大氣環境質量管理技術與實踐”.
報告執筆人均為大氣環境領域資深科學家，編寫團隊由高翔教授領銜，主要成員包括北京大學邵敏教授、中科院合肥物質科學研究院劉建國研究員、復旦大學闞海東教授和清華大學王書肖教授。
近年來，我國的大氣環境污染問題成為國內國際關注的熱點和焦點，大氣環境治理深刻關係到國計民生，國內學者取得了許多重要進展和成果，學科得到長足的發展。
任官平先生指出，學科發展研究及報告編寫作為中國環境科學學會一項長期和基礎性工作，對引領學科發展具有重要意義，本次報告編寫聚焦於大氣環境這一焦點領域，充分結合我國目前嚴峻的大氣環境污染問題、社會各界對大氣環境學科知識體系不了解等具體需求，深入淺出地描繪了學科發展現狀和發展趨勢。
高翔教授表示，“大氣環境科學技術學科發展研究及本書出版，讓我們對當前的學科研究範圍、研究重點、研究手段、學科進展及發展趨勢等有了更深的認識。當前，大氣環境學科研究範圍正從自然科學、工程與技術科學不斷向與社會學融合的跨學科領域拓展;研究重點從支撐污染物總量控制逐步向全面支撐環境質量改善轉變;研究手段從傳統技術方法向大力發展交叉學科促進技術創新轉變，現代信息技術、生物技術、新能源技術、新材料和先進制造技術等的融合發展為大氣環境科學技術創新創造了新的機遇。”
“通過我們的研究，歸納起來，大氣環境學科進展主要體現在五個方面”，高翔教授總結說，“一是大氣污染的來源成因和傳輸規律研究成果在一定程度上揭示了我國區域性污染的特徵和成因，為有效管控提供了科學依據。二是大氣污染健康評估結果為我國促進政府環境健康管理和加強公眾環保意識提供了數據支持。三是初步形成了滿足常規監測業務需求的大氣環境監測技術體系，支撐了我國“十二五”空氣品質新標準的實施。四是多項大氣污染治理關鍵共性技術實現了突破，支持了各重點行業大氣污染物排放標準的制修訂和實施，減少了主要大氣污染物的排放。五是提高了空氣品質管理決策支撐技術水平，為解決PM2.5、O3等多個大氣環境問題提供科學控制規劃。”
另外，高翔教授強調，“在總結學科各方向進展及存在不足的基礎上，結合我國大氣污染防治要求和形勢，報告提出了今後5-10年具有前瞻性的技術研究方向。即通過深化大氣污染的成因機制及其健康影響等基礎研究，突破大氣污染精細化監測預警、重點污染源全過程控制、空氣品質改善管理支持等核心技術，加快構建我國國情的大氣污染防治技術體系。”
研究成果
高翔教授對報告研究成果做了概括總結，作為導讀為讀者呈現：
1.在大氣環境基礎研究方面，我國研究者通過外場觀測、實驗室模擬和數值模型等方法對大氣環境的物理過程、化學過程等進行了多角度多層次的研究，其中較為關注的問題主要包括：大氣複合污染的來源研究、大氣環境的氧化過程和污染成因以及大氣污染的傳輸輸送等。通過研究，初步認清了我國京津冀、長三角和珠三角等三大城市群區域大氣細顆粒物(PM2.5)和臭氧(O3)污染的狀況和特徵，解析了大氣PM2.5和O3的來源，定量分析了PM2.5及化學組成對大氣能見度的影響，初步量化了二次細顆粒物和O3與前體物的非線性關係。這些研究成果支撐了當前對我國嚴重霧霾形成的基本認識，認清了京津冀及其他地區霧霾的主要成因是不利氣象條件下的大氣複合污染，氣象和污染的共同作用導致區域性霧霾快速地惡化和蔓延。
2.在大氣環境監測技術方面，PM2.5、O3、VOCs等污染物監測技術和設備取得了顯著進展，如惡臭自動線上監測預警儀器、大氣細顆粒物化學成分線上監測設備、大氣細粒子與臭氧時空探測雷射雷達系統、環境大氣中細粒子監測設備等實現了產業化，部分高端科研儀器如氣溶膠雷達、單顆粒氣溶膠飛行時間質譜儀等也開始得到套用，初步形成了滿足常規監測業務需求的技術體系，支撐了我國“十二五”空氣品質新標準的實施。
3.在大氣污染與健康方面，我國的研究起步較晚，近年來正在逐步加強大氣污染對人體健康影響的研究，在大氣污染毒理學和流行病學研究方法、理論和成果上均有顯著的進步。針對不同的健康效應(急性健康效應、慢性健康效應和干預效應)，已初步獲得了一批有價值的結果。大氣PM2.5對心肺系統、免疫系統、代謝系統甚至皮膚和中樞神經系統等的毒性研究得到了較大發展;大氣污染流行病學研究從生態學研究發展到回顧性佇列研究，對大氣污染與健康危害之間因果關係的論證力度也越來越強，對大氣污染的人體致病機制認識越來越深入。
4.在大氣污染治理技術方面，針對工業源、移動源、面源等主要大氣污染源，我國正經歷從末端污染控制為主向全過程污染治理轉變，從單一污染物排放控制向多種污染物系統協同控制轉變，從污染物達標排放向深度治理實現超低排放轉變，正逐步構建源頭削減-過程控制-末端治理的全過程大氣污染治理技術體系。如燃煤電站污染治理已實現多種煙氣污染物的超低排放，甚至優於我國燃氣發電機組排放限值要求，扭轉了傳統“燃煤=污染”的觀念，推動了煤炭集中清潔高效利用技術的發展;機動車污染治理方面已形成滿足國四排放標準的成套後處理技術與裝備，並在國產柴油車上實現了規模化套用，有效支撐了全國範圍內柴油車國四標準實施。整體上，初步構建了具備國際競爭力的大氣環保技術裝備供應體系，部分關鍵共性技術達到國際先進水平，為我國實施大氣環保裝備“走出去”戰略提供了支持。
5.在大氣環境質量管理技術與實踐方面，在多尺度高解析度動態排放清單、天地空相結合的立體觀測、大氣污染預報預警與過程分析、大氣污染多維效應綜合評估、大氣污染控制成本效益分析和決策支持等多項技術都取得了較大進步，建立了我國主要大氣污染物總量減排管理體系，並正在逐步由總量減排向空氣品質達標管理及風險防控的模式發展。在珠三角建成了我國第一個聯防聯控技術示範區和支撐技術平台;同時SO2和NOX總量減排管理技術體系研究，以及主要污染物環境基準和健康風險的預研究，支撐了《環境空氣品質標準(GB3095-2012)》修訂和國家相關總量減排計畫等的實施。此外，我國自主開發的大氣污染源排放清單技術及大氣化學模式等廣泛套用於國家和重點區域大氣污染防治工作，為多項國家政策、技術檔案頒布實施和業務平台運行提供了關鍵科技支撐。典型大氣污染防治技術套用案例已形成《大氣污染防治先進技術彙編》、《工業煙氣(脫硫、脫硝、除塵)污染防治可行技術案例彙編》等，推動了一批先進適用的技術和產品的示範套用及產業化。
6.與歐美已開發國家相比，研究發現“十二五”期間我國在過去5年間發表的SCI論文數呈逐年上升趨勢，進一步對比發現國內各主要研究機構的SCI論文篇均影響因子與國外先進水平仍存在一定差距。可以說，與歐美已開發國家相比，近年來我國大氣環境學科研究已實現顯著進步，但總體上仍處於落後階段，僅有部分研究領域已達到或接近國際先進水平。
7.當前我國大氣環境整體惡化趨勢尚未得到根本遏制，大氣環境質量總體上進入了以多污染物共存、多污染源疊加、多尺度關聯、多過程耦合、多介質影響為特徵的複合型大氣污染階段。以PM2.5和O3為代表的大氣複合污染仍呈現惡化的趨勢，特別是在氣象條件不利時大氣重污染已成新常態，對人民民眾生產生活和身心健康造成了較大影響;已經完成或正在進行的相關研究尚不足以全面支撐新形勢下我國環境空氣品質持續改善和生態文明建設的需求，亟需構建適合國情的大氣複合污染防治新理論、新方法和新技術，以基礎研究的重大突破引領防治技術研發的方向，以堅實的科技體系支撐大氣污染綜合治理和大氣環境管理決策能力的提升。因此，在未來相當長一段時期內，我國大氣環境科學技術發展面臨的主要難點和挑戰包括：(1)如何在經濟發展的新常態下，實現大氣污染排放量的最小化和控制途徑的最最佳化，特別是實現季節性散煤污染的有效治理;(2)如何加快扭轉污染惡化趨勢、消除重污染天氣，並實現重點區域及全國空氣品質的長效改善;(3)如何實施有效環境監控，提升大氣污染防控措施的有效性及公眾健康保障能力;(4)如何構建中國特色的大氣污染綜合防控技術體系，支撐我國大氣污染問題的根本解決。
